রসায়ন ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারদিকে যে ত্রিমাত্রিক স্থানে কোনো নির্দিষ্ট শক্তিস্তরে নির্দিষ্ট উপশক্তিস্তরের ইলেকট্রন পাওয়ার সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি (সাধারণত ৯০-৯৫%), তাকে অরবিটাল বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো যৌগের কেন্দ্রীয় পরমাণুর যোজ্যতাক স্তরে আটটির বেশি ইলেকট্রন অবস্থান করলে তাকে অষ্টক সম্প্রসারণ বলে।

   $\mathrm{PCl_5}$ অণুর কেন্দ্রীয় পরমাণু ফসফরাস (P)-এর ইলেকট্রন বিন্যাস হলো:
   $\mathrm{P(15) = 1s^2 \ 2s^2 \ 2p^6 \ 3s^2 \ 3p_x^1 \ 3p_y^1 \ 3p_z^1}$
   উত্তেজিত অবস্থায় ফসফরাসের ইলেকট্রন বিন্যাস:
   $\mathrm{P^*(15) = 1s^2 \ 2s^2 \ 2p^6 \ 3s^1 \ 3p_x^1 \ 3p_y^1 \ 3p_z^1 \ 3d_{z^2}^1}$

   এখানে ফসফরাসের যোজ্যতাক স্তরে পাঁচটি অযুগ্ম ইলেকট্রন থাকে। এই পাঁচটি অযুগ্ম ইলেকট্রন পাঁচটি ক্লোরিন পরমাণুর সাথে পাঁচটি সমযোজী বন্ধন গঠন করে। ফলে $\mathrm{PCl_5}$ অণুতে ফসফরাসের সর্ববহিস্থ স্তরে মোট ১০টি (৫ জোড়া) ইলেকট্রন উপস্থিত থাকে, যা অষ্টক অপেক্ষা বেশি। তাই $\mathrm{PCl_5}$ একটি অষ্টক সম্প্রসারণ যৌগ।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের দ্রবণে লবণটি হলো $\mathrm{AgCl}$। এর অম্লীয় মূলক বা অ্যানায়নটি হলো ক্লোরাইড আয়ন ($\mathrm{Cl^-}$)।

   ক্লোরাইড আয়ন ($\mathrm{Cl^-}$) শনাক্তকরণ পরীক্ষা:
   ১. সিলভার নাইট্রেট দ্রবণ পরীক্ষা:
   উদ্দীপকের বা যেকোনো ক্লোরাইডযুক্ত দ্রবণে সিলভার নাইট্রেট ($\mathrm{AgNO_3}$) দ্রবণ যোগ করলে সিলভার ক্লোরাইডের ($\mathrm{AgCl}$) সাদা বর্ণের অধঃক্ষেপ পড়ে। এই অধঃক্ষেপ লঘু নাইট্রিক এসিডে ($\mathrm{HNO_3}$) অদ্রবণীয় হলেও লঘু অ্যামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইড ($\mathrm{NH_4OH}$) দ্রবণে সম্পূর্ণ দ্রবীভূত হয়ে জটিল যৌগ ডাইঅ্যামিন সিলভার(I) ক্লোরাইড গঠন করে।

   রাসায়নিক সমীকরণ:
   $\mathrm{Cl^- (aq) + AgNO_3 (aq) \rightarrow AgCl (s) \downarrow + NO_3^- (aq)}$

   $\mathrm{AgCl (s) + 2NH_4OH (aq) \rightarrow [Ag(NH_3)_2]Cl (aq) + 2H_2O (l)}$

   এই দ্রবণে পুনরায় লঘু $\mathrm{HNO_3}$ যোগ করলে পুনরায় $\mathrm{AgCl}$-এর সাদা অধঃক্ষেপ ফিরে আসে:
   $\mathrm{[Ag(NH_3)_2]Cl + 2HNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + 2NH_4NO_3}$
   এর মাধ্যমে নিশ্চিতভাবে $\mathrm{Cl^-}$ আয়ন শনাক্ত করা যায়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের দ্রবণে $0.1\ \mathrm{M}\ \mathrm{HCl}$ যোগ করলে দ্রাব্যতা গুণফলের ($\mathrm{K_{sp}}$) কোনো পরিবর্তন ঘটবে না, তবে $\mathrm{AgCl}$-এর দ্রাব্যতা হ্রাস পাবে।

   বিশ্লেষণ:
   ১. দ্রাব্যতা গুণফল ($\mathrm{K_{sp}}$) একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট স্বল্প দ্রবণীয় লবণের জন্য ধ্রুবক। এটি কোনো দ্রবণে আয়নের ঘনমাত্রা পরিবর্তনের ওপর নির্ভর করে না, কেবলমাত্র তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে। যেহেতু এখানে তাপমাত্রার পরিবর্তন উল্লেখ নেই, তাই দ্রবণে বাইরে থেকে $\mathrm{HCl}$ যোগ করার ফলেও $\mathrm{AgCl}$-এর দ্রাব্যতা গুণফল ($\mathrm{K_{sp}}$) অপরিবর্তিত থাকবে।

   ২. তবে $\mathrm{HCl}$ যোগ করার ফলে সাধারণ আয়ন প্রভাব (Common Ion Effect) দেখা দেয়।
   $\mathrm{AgCl}$ এর সম্পৃক্ত দ্রবণের সাম্যাবস্থা:
   $\mathrm{AgCl(s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + Cl^-(aq)}$

   তীব্র তড়িৎবিশ্লেষ্য $\mathrm{HCl}$ যোগ করলে তা সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়ে ক্লোরাইড আয়ন উৎপন্ন করে:
   $\mathrm{HCl(aq) \rightarrow H^+(aq) + Cl^-(aq)}$

   ফলে দ্রবণে সাধারণ আয়ন হিসেবে $\mathrm{Cl^-}$ আয়নের ঘনমাত্রা বৃদ্ধি পায়। লা-শাতেলীয়ার নীতি অনুসারে সাম্যাবস্থা বাম দিকে সরে যায়, অর্থাৎ $\mathrm{Ag^+}$ আয়ন $\mathrm{Cl^-}$ এর সাথে যুক্ত হয়ে $\mathrm{AgCl}$ হিসেবে অধঃক্ষিপ্ত হয়। এর ফলে $\mathrm{AgCl}$-এর দ্রাব্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।

   সুতরাং, $0.1\ \mathrm{M}\ \mathrm{HCl}$ যোগ করলে সাধারণ আয়ন প্রভাবের কারণে $\mathrm{AgCl}$-এর দ্রাব্যতা হ্রাস পেলেও নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় দ্রাব্যতা গুণফলের ($\mathrm{K_{sp}}$) কোনো পরিবর্তন ঘটবে না।